СПОСОБ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано при поисках нефтяных и газовых месторождений.

Известен сейсмический метод поиска углеводородов (УВ) - метод общей глубинной точки (МОГТ), в соответствии с которым осуществляют подготовку объектов к глубокому бурению (см. Справочник геофизика под ред. В.В.Бродового и А.А.Никитина. М., Недра, 1984, с.92).

При этом полевые исследования проводятся по сети профилей по методике многократных перекрытий, при которой от каждого элемента отражающих границ (точки отражения) регистрируют отраженные волны, проходящие по разным путям. В результате получаем информацию от одних и тех же точек отражения на всех прослеживаемых границах.

Однако сложность геологического строения, отсутствие физических свойств и параметрических данных об интервальных скоростях и опорного бурения приводит к неоднозначности результатов исследований и, как следствие, грубым ошибкам, приводящим к неоправданно большим материальным затратам.

Известен способ геофизической разведки, включающий сейсморазведку МОГТ и электроразведку, методом зондирования, становлением в ближней зоне (ЗСБ) (Патент на изобретение №2154847 авторы Н.П.Смилевец, И.Н.Соколова). Комплексирование методов позволяет дополнить данные сейсморазведки за счет построения сейсмоэлектрических временных разрезов в едином координатном пространстве. ЗСБ проводят по сейсмическим профилям с шагом 1-2 км. По данным ЗСБ строят графики зависимости продольной проводимости от глубины, на которых выделяются геоэлектрические границы, соответствующие сейсмическим отражающим горизонтам.

Недостатком этого способа является отсутствие параметрических данных о скоростях и удельных электрических сопротивлениях, что приводит к низкой эффективности геофизических исследований. Кроме того, при изучении глубин 6-7 км требуются источники тока большой мощности, что приводит к большим экономическим затратам.

Известен метод геологогеофизического прогноза и оценки нефтеносности перспективных объектов, включающий магниторазведку, электроразведку естественным полем (ЕП), исследования металлов-индикаторов (МДИ), ореолов углеводородных газов (УВГ) (см. Швыдкин Э.К., Якимов А.С., Вассерман В.А. Геофизические и геохимические технологии прогноза и оценки нефтеносности перспективных объектов, с.53-54. - Казань. ЗАО «Новое знание», 2008).

Однако данный способ не полностью отвечает требованиям рационального комплекса исследований, поскольку не обеспечивает однозначность решений задачи поиска и прогноза нефтегазоносности перспективных объектов. Это связано, прежде всего, с недостаточной широтой охвата привлекаемых методов к решению задачи разведки и прогноза нефтегазоносности перспективных объектов, неоднозначностью интерпретации данных метода электроразведки, вызванной изменением амплитуды и знака электрических потенциалов над скоплениями углеводородов. Кроме того, изучение методом МДИ слабо закрепленных металлов-индикаторов, отвечающих за горизонтальную зональность неуглеводородных аномалий над месторождениями нефти и газа, требует дорогостоящих высокоточных определений.

Наиболее близким по технической сущности предлагаемому изобретению является способ геофизической разведки, включающий проведение высокоточной гравиразведки и магниторазведки, выявление по их данным аномальных зон, выделение перспективных участков, на которых проводят сейсморазведку методом общей глубинной точки (ОГТ) и о наличии нефтегазоперспективного объекта судят по изменениям формы сейсмической записи на участках, соответствующих градиентным зонам изометричных положительных аномалий магнитного поля и локальных максимумов силы тяжести (см. Авторское свидетельство СССР №1797374, МПК).

Однако отсутствие генетической связи геофизических аномалий с прямыми геохимическими параметрами залежей УВ приводит к снижению эффективности геолого-геофизических работ на нефть и газ.

Задачей заявляемого решения является разработка способа геофизической разведки месторождений нефти и газа, основанного на комплексном исследовании параметров геологический среды.

Технический результат заключается в повышении достоверности способа разведки месторождений нефти и газа и экономической эффективности.

Поставленная задача решается тем, что в способе геофизической разведки месторождений нефти и газа, включающем проведение высокоточной аэромагниторазведки и наземной высокоточной гравиразведки, по результатам которых определяют зоны изометричных положительных аномалий магнитного и гравитационного полей, осложненных локальными минимумами, с последующим проведением сейсморазведки методом общеглубинной точки, согласно решению до проведения сейсморазведки в пределах выделенных зон аномалий магнитного и гравитационного полей осуществляют геоэлектрохимическую и термомагнитную съемки с определением кольцевых геоэлектрохимических и термомагнитных аномалий, при этом о месторождении судят по совпадению выделенных зон аномалий магнитного и гравитационного полей и кольцевых геоэлектрохимических и термомагнитных аномалий.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена геологическая модель нефтегазовой залежи, где позициями обозначены: а - нефтегазовая залежь; б - пласт песчаника; в - газовая залежь; г - вмещающая порода; 1 - область повышенной пиритизации.

На фиг.2 и фиг.3 представлены графики гравитационных магнитных и электрических аномалий, где:

2 - кривая, характеризующая аномалию силы тяжести Δg_c от структуры с постоянной плотностью слоев (при отсутствии залежи);

3 - кривая, характеризующая аномалию силы тяжести Δg_з от залежи;

4 - кривая, характеризующая суммарную аномалию Δg_c+Δg_з от структуры и залежи;

5 - кривая кажущегося удельного электрического сопротивления над залежью и за ее контурами;

6 - кривая поляризуемости горных пород в области залежи и вне ее.

На фиг.4 представлена модель антиклинальной нефтегазонасыщенной структуры, где 7 - тектонический выступ фундамента, 8 - антиклинальная нефтегазонасыщенная структура, 9 - ореол вторжения углеводородов над залежью. Залежь перекрыта тремя горизонтальными пластами - 10.

На фиг.5 приведены результаты моделирования нефтегазовой залежи в магнитном и гравитационном полях, где 11 - кривая, характеризующая напряженность магнитного поля ΔТ, 12 - кривая, характеризующая напряженность гравитационного поля Δg.

На фиг.6 представлена карта аномалий комплексного параметра К_п, отражающего степень активизации геохимических процессов на аноде и катоде. Видно, что аномалии повышенных значений К_п опоясывают внутренний - 13 и внешний - 14 контуры нефтегазоносности Таловского месторождения.

На фиг.7 приведены результаты термомагнитных исследований на Таловском месторождении газа. Наблюдается соответствие термомагнитных аномалий с повышенными значениями К_п.

Способ реализуется следующим образом.

На территории исследований проводят высокоточную аэромагнито- и высокоточную наземную гравиразведку соответствующего масштаба. По результатам обработки полевых данных строят карты распределения измеренных параметров магнитного поля ΔТ и параметров гравитационного поля Δg. На данных картах выявляют аномальные зоны относительных максимумов силы тяжести Δg, осложненных локальными минимумами, и зоны изометричных положительных аномалий магнитного поля ΔТ, характеризующихся уменьшением значения ΔT в центре аномалий. Наблюдаемый в аномальном гравитационном и магнитном полях над залежью нефти и газа минимум силы тяжести с резким горизонтальным градиентом на концах является одним из основных поисковых признаков при оценке нефтегазоносных структур.

Затем проводят отбор образцов горных пород из подпочвенного слоя с глубин 40-50 см по сети профилей, пересекающих перспективные участки (аномальные зоны), определяют в них элементы-индикаторы, в качестве которых могут выступать микроэлементы: ванадий, никель, марганец и др. Для этого в отобранных образцах определяют концентрацию тяжелых металлов до пропускания электрического тока (С_о) и магнитную восприимчивость (К_о). Затем активизируют геохимические процессы в исследуемой среде путем воздействия на образцы постоянным электрическим током силой 100÷150 мА в течение 30÷40 мин, определяют концентрацию тяжелых металлов после пропускания электрического тока (С_т) в приэлектродных зонах. Образцы, в которых была определена магнитная восприимчивость, подвергаются нагреву до температуры 450-500°С, после чего определяют их термомагнитную восприимчивость (K_t). По соотношениям С_т/С_о определяют величины прироста концентрации микроэлементов на аноде ΔU_a и катоде ΔU_к, вычисляют комплексный параметр K_п=ΔU_a*U_к и по К_т/К_о рассчитывают коэффициент прироста магнитной восприимчивости ΔК.

После этого строятся карты распределения этих параметров (К_п и ΔК) по исследуемой территории. По этим картам выделяют кольцевые аномалии повышенных значений геоэлектрохимических параметров ΔU и термомагнитных ΔК, соответствующих участкам эпигенетических изменений пород, контролирующих местоположение ослабленных зон, по которым мигрируют углеводороды из залежи. Затем на выделенных участках проводят сейсмические работы методом общей глубинной точки с целью геометрической параметризации нефтегазоперспективного объекта.

Работоспособность заявляемого способа была проверена на Таловском газовом месторождении, при этом результаты способа проиллюстрированы на фиг.6 и 7. На фиг.6 представлены аномалии комплексного параметра К_п, отражающие степень активизации геохимических процессов на аноде и катоде, которые с севера и юга оконтуривают газовую залежь и совпадают с внутренним 13 и внешним 14 контурами газоносности. Амплитуда аномалий изменяется в пределах 1,6-3 относительных ед. Закономерность в распределении комплексного параметра суммы концентраций всех микроэлементов однозначно подтверждает эффект кольцевого окаймления месторождения, контролирующего зону пониженных значений механических напряжений, по которым происходит миграция углеводородов, как следствие, образование неуглеводородных аномалий. По данным термомагнитного метода фиг.7 отчетливо зафиксирована кольцевая аномалия, совпадающая с внешним контуром газоносности 14. Амплитуда кольцевой аномалии здесь превышает более чем в 10-12 раз фоновые значения.

Резюмируя полученные результаты можно констатировать, что распределение данных геоэлектрохимического и термомагнитного методов приобретает зонально-кольцеобразный характер и может являться поисковым признаком нефтегазовых месторождений.

Рассмотренные примеры свидетельствуют о высокой эффективности заявляемого способа прогнозирования нефтегазоносности, основанного на комплексном анализе данных грави-, магнито-, сейсморазведки, геоэлектрохимии и термомагнитометрии, который позволяет осуществить уверенную геологическую интерпретацию геофизического материала, однозначно обосновать местоположение поисковых скважин. Способ сможет найти применение при поиске нефтегазовых месторождений, связанных с различными типами ловушек углеводородов. Эффективность способа заключается в существенном повышении достоверности прогнозирования нефтегазоносности локальных объектов в сложных геологических условиях, а также в значительном снижении затрат при поисково-разведочных работах за счет обоснованного сокращения объемов сейсморазведки и поискового бурения. Кроме того, выявление аномальных зон по данным грави- и магниторазведки может быть осуществлено по фондовым материалам.